DE3306318C2

DE3306318C2 - Anordnung zum Positionieren eines optischen Bildes

Info

Publication number: DE3306318C2
Application number: DE3306318A
Authority: DE
Inventors: Stanley William Worcester Park Surrey Andrews
Original assignee: PRECISION GRINDING Ltd MITCHAM JUNCTION GB; Precision Grinding Ltd Mitcham Junction
Current assignee: Pg Technology Ltd Mitcham Junction Gb
Priority date: 1982-02-24
Filing date: 1983-02-23
Publication date: 1986-12-11
Also published as: US4525041A; IT8319702A0; JPS58176709A; IT1161082B; IT8319702A1; FR2524159B1; FR2524159A1; IT8319701A0; JPS58176617A; DE3306325C2; IT1161083B; DE3306318A1; IT8319701A1; DE3306325A1; US4551795A; JPS6255767B2; FR2522239A1; FR2522239B1

Abstract

Eine Anordnung zur Verwendung beim Positionieren eines optischen Bildes bezüglich einer optischen Achse umfaßt ein planflächiges optisches Element (1), welches kippbar ist, um ein Bild auf der Achse in einer ersten Ebene abzulenken, welches die Achse enthält, sowie ein zweites, planflächiges, optisches Element (2), welches kippbar ist, um das Bild in einer zweiten Ebene abzulenken, welche die Achse umfaßt und zur ersten Ebene unter einem bestimmten Winkel steht.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Positionieren eines optischen Bildes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Solche Anordnungen benötigt man beispielsweise, wenn ein Objekt durch ein optisches Instrument wie ein Mikroskop oder ein Fernrohr betrachtet wird und das betrachtete Bild so angeordnet werden soll, daß es sich in einer bestimmten Lage bezüglich der X- Y-Achsen des Instruments befindet.

Es ist allgemein bekannt, zum Positionieren des Bildes zwei optische Elemente vorzusehen, die um aufeinander senkrecht stehende Achsen drehbar sind. Bei den bekannten Anordnungen beispielsweise nach der GB-PS 63 263 und der DE-AS 10 94 485 sind die beiden optischen Elemente direkt drehbare Teile. Die Feineinstellung solcher Anordnung ist relativ schwierig. Außerdem besteht die Gefahr, daß sich Schmutz und Staub auf den optischen Elementen ablagert. Dies ist insbesondere kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die erfindungsgemäßen Drehglieder besteht die Möglichkeit die Halterungen und die darin siteenden optischen Elemente ohne direkte Berührung zu verstellen. Wenn man einen geeigneten Kraftübertragungsmechanismus (Anspruch 2) verwendet so läßt sich eine sehr genaue Feineinstellung vornehmen. Außerdem wird gewährleistet, daß die optischen Elemente vor Verschmutzung weitestgehend gesichert sind.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen

F i g. 1 ein Längsschnitt durch einen Teil des optischen Systems eines Mikroskopes ist und

F i g. 2 an der Stelle a und b schematische Darstellungen der wesentlichen Teile des Systems zeigt.

Es wird nun auf F i g. 1 Bezug genommen; dort ist ein Schnitt durch eine Anordnung gezeigt, welche einen Teil des optischen Systems eines Mikroskopes bildet. Das System kann beispielsweise Teil eines Mikroskopes 28 bilden, das in der Beschreibung des GB-PS 8 44 143 gezeigt ist, wobei die Offenbarung dieser Druckschrift durch die Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird, obwohl die Erfindung nicht auf eine solche Anwendungsform beschränkt ist.

Die in F i g. 1 gezeigte Anordnung ermöglicht die genaue Einstellung eines optischen Bildes, beispielsweise eines Mikrockopbildes oder eines projizierten Mikroskopbildes, und zwar sowohl in der X- als auch in der K-Achse eines optischen Systems relativ zu einem Raster oder einem Fadenkreuz, welches innerhalb des optischen Systems angeordnet ist, das beispielsweise jenes eines Mikroskops oder Mikroskopprojektors sein kann, und es kann, wenn es aufgestellt ist, verwendet werden, um irgendeinen Verschleiß oder eine Fehleinstellung eines Justier- bzw. Zuschneidewerkzeugs bei einer Maschine zu beobachten, die in der obengenannten GB-Patentschrift beschrieben ist.

Die in F i g. 1 gezeigte Anordnung kann verwendet werden, um ein Bild zunächst zu positionieren, bevor man Messungen mit einem hiermit koordinierten Meßsystem vornimmt, oder kann beispielsweise verwendet werden, um ein Bild in Zuordnung zu einer vorgegebenen Koordinatenstelle für ein Mikroskop oder einen Projektor zu bringen.

In F i g. 1 sind zwei optische Elemente in der Form von Flächen 1 und 2 gezeigt, welche in jeweiligen, Halterungen 11 und 12 angeordnet und schwenkbar an einem jeweiligen Lagerpaar 3 und 4 getragen sind. Die Lagerungen 3 und 4 erstrecken sich von der Innenwand eines rohrförmigen Gehäuses 15 aus. Die Außenwand des Gehäuses 15 ist mit drei sich auswärts erstreckenden, kreisringförmigen Anschlägen 8, 9 und 10 ausgebildet. Zwischen den Anschlägen 8 und 9 befindet sich ein freidrehbarer Ring 6, und zwischen den Anschlägen 9 und 10 befindet sich ein freidrehbarer Ring 7. Die Ringe 6 und 7 umfassen jeweils einen inneren, wendeiförmigen Nutab-

uauii uer ran, wenn uic rtiiuiuiiuiig ιϊϊ'ΐ oci'ciCu VOn Maschinen angeordnet ist, in deren Umgebung die Luft stark staub- und schmutzhaltig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, daß sowohl eine leichtere Feineinstellung der optischen Elemente erreicht wird, als auch ein besserer Schutz der optischen Elemente vor Verschmutzung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

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Lichtweg des Mikroskopes rund um die Längsachse 13 angeordnet, und jede hat eine Verlängerung in Form eines Stiftes 5, der starr mit den jeweiligen Halterungen 11 oder 12 verbunden ist und sich durch entsprechende Schlitze im Gehäuse 15 bis in die jeweilige wendclförmige Nut 16 oder 17 hinein erstreckt. Es wird vermerkt, daß die Lagerungen 3 und 4 um 90° gegenüber der Achse 13 des Mikroskops sowie um 90° gegeneinander versetzt sind. In ähnlicher Weise ist der Stift 5 für die

Halterung 11 so angeordnet, daß er sich rechtwinklig zum Stift 5 für die Halterung 12 erstreckt Die optischen Flächen 1 und 2 sind zusammen mit ihren jeweiligen Halterungen 11 und 12 mittels einer Feder 14 vorgespannt, welche zwischen ihren benachbarten Flächen angeordnet ist, um die Verlängerungsstifte 5 in feste Berührung mit den Flanken der jeweiligen wendeiförmigen Nut 16 und 17 in den Ringen 6 und 7 zu bringen.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß beim Betrieb die Tätigkeit der Drehung eines Ringes 6 oder 7 um die Achse 13 eines Mikroskopes entweder die optische Fläche 1 oder die Fläche 2 veranlaßt, als Ergebnis der Bewegung des jeweiligen Stifts 5 in der wendeiförmigen Nut zu kippen und hierdurch den optischen Lichtweg als Ergebnis der Brechung zu verlagern. Mittels dieser einfachen Bewegung einer der optischen Flächen bzw. plangeschliffenen optischen Körper ist es möglich, eine rasche und wirksame Einstellung der optischen Achse des Mikroskops sowohl in der .Y-Achse als auch der V-Achse oder in der Resultierenden einer Bewegung beider dieser vorzusehen. Diese Positionierungsanordnung ermöglicht es, wenn sie zusammen mit einer Maschine jenes Typs verwendet wird, der in dem obengenannten britischen Patent beschrieben ist, daß die optische Achse des Beobachtungsmikroskopes 28, das in der Patentschrift gezeigt ist, auf eine sehr einfache Weise in Koinzidenz mit der Achse eines hohlzylindrischen Schwenkträgers 16 gebracht wird, um welche ein Justierungs- bzw. Schneidewerkzeug 24 schwenkt, das in der Beschreibung genannt wird.

Es wird nun auf F i g. 2 Bezug genommen; dort sind in schematischer Form die wesentlichen Teile der in F i g. 1 dargestellten Anordnung gezeigt. Die an der Stelle a in F i g. 2 gezeigte Ansicht ist eine Ansicht von der Seite der Anordnung her und stellt die Auswirkung des Kippens der optischen Fläche 1 um die Schwenkpunkte 3 auf dem Lichtweg dar, der durch das Mikroskop hindurchtritt. Es ist zu sehen, daß als Ergebnis der Brechung der Lichtweg relativ zum Weg, den das Licht durch die Fläche 2 hindurch nimmt, seitlich versetzt ist.

In der Teilansicht b in F i g. 2 ist eine Ansicht gezeigt, die von der Seite der Anordnung her vorgenommen ist, jedoch um 90° bezüglich der Ansicht a in Fig.2 geschwenkt. In der Ansicht b wurde die Fläche 1 nicht bewegt, und die Fläche 2 wurde um die Schwenkzapfen 4 gekippt. Bei dieser Anordnung wurde der optische Weg seitlich bezüglich jenem Weg bewegi, der durch die Ebene 1 hindurchläuft, und zwar unter einem Winkel von 90° zu der Bewegung, die in F i g. 2a gezeigt ist.

Es ist ersichlich, daß durch Kippen beider Flächen es möglich ist, den Lichtweg in einer Kombination von Bewegungen sowohl in der ,Y-Achse als auch in der V-Achse zu bewegen, so daß er rasch und mühelos bezüglich einem Bezugspunkt positioniert werden kann, während die Kippbewegung nur einer der Flächen bei der gezeigten Anordnung zu einer Bewegung des Lichtwegs in einer Querachse führt. Es kann vermerkt werden, daß die Richtung, in welcher eine Ebene gekippt wird, nicht bezüglich der Richtung, in welche die andere

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UUClIt. g^Mppi WIIU, TU £U UCU agCN UlItUUIl. UC£UgllUI OU dem beschriebenen Ausführungsbeispiel brauchen somit auch die Achsen der Schwenklager 3 und 4 nicht unter 90° untereinander angeordnet zu sein.

Es liegt ferner innerhalb des Bereichs der Erfindung, nur ein kippbares optisches Element zu verwenden, wobei die Achse der Schwenklagerung für das Element um die optische Achse des Systems drehbar ist, wobei man es ermöglicht, daß die Richtung, in welcher der gebrochene Lichtweg verlagert wird, mit der Drehung des Elementes verändert wird, und das Maß der Verlagerung, das verändert werden soll, mit den Änderungen im Kippwinkel verändert wird. Eine solche Anordnung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man das Gehäuse 15 um die Achse 13 drehbar ausbildet.

Bei einer solchen Anordnung ist nur eines der ebenen optischen Elemente 1 oder 2 erforderlich, wobei das Maß der Kippung des Elementes durch die Drehung entweder des Ringes 6 oder des Ringes 7 und die Richtung der Ablenkung eines Strahls, der auf die optische Fläche auftritt durch das Maß der Drehung der optischen Ebene um die Achse 13 als Ergebnis der Drehung des Gehäuses 15 kontrolliert wird.

Es wird auch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung planflächiger optischer Elemente begrenzt ist Ein optisches Element kann auch irgendeine andere Form aufweisen, beispielsweise die Form einer Linse oder eines Spiegels, falls geeignet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Positionieren eines optischen Bildes bezüglich einer optischen Achse, mit einem ersten und einem zweiten optischen Element, die auf der optischen Achse angeordnet sind, einer ersten und einer zweiten drehbaren Halterung, die das erste beziehungsweise das zweite optische Element um eine erste beziehungweise zweite Achse drehbar halten, wobei die erste und die zweite Achse in rechtem Winkel zueinander und beide Achsen in rechtem Winkel in Bezug die optische Achse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und ein zweites jeweils um die optische Achse (13) d^rehbares Drehglied (5,6) vorgesehen sind, und das Kopplungsmittel (5) die erste drehbare Halterung (11) mit dem ersten Drehglied (6) und die zweite drehbare Halterung (12) mit dem zweiten Drehglied (7) derart koppeln, daß durch Drehen des ersten Drehglieds (6) die erste Halterung (11) und das erste optische Element (1) um die erste Achse gekippt und durch Drehen des zweiten Drehglieds (7) die zweite Halterung (12) und das zweite optische Element (2) um die zweite Achse gekippt werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der ersten und der zweiten Halterung (11,12) ein erstes beziehungsweise ein zweites Teil (5) in rechtem Winkel bezüglich der ersten beziehungsweise der zweiten Achse abstehen, und das in der Innenfläche des ersten und des zweiten Drehglieds (6,7) eine schraubenförmige Nut (16,17) vorgesehen ist, wobei sich das erste Teil (5) in die Nut (16) in dem ersten Drehglied (6) und das zweite Teil sich in die Nut (17) in dem zweiten Drehglied (12) erstreckt.